Штучні супутники Землі та особливості спостереження за ними - Ч
Вам доводилося коли-небудь, спостерігаючи небо на заході сонця або вночі, побачити, як по ньому переміщається щось, схоже на маленьку зірочку, але що рухається набагато швидше? Найімовірніше, це був штучний супутник Землі. Здавалося б, у спостереженнях супутників немає нічого особливого.
Проте тисячі астрономів-аматорів зацікавилися ними після того, як було запущено першого штучного супутника Землі («Супутник-1» у 1957 році). Причин цьому безліч, але одна перевершує всі інші: воістину дивовижні відчуття, які ви відчуваєте від побаченого поблизу орбітального об'єкта, наприклад Міжнародної космічної станції. Для того щоб спостерігати супутники, потрібно зовсім небагато - знати, що саме знаходиться над вами зараз, і гарний зір, а ще краще - телескоп.
Міжнародна космічна станція (МКС) - найпередовіший штучний супутник
Будівництво МКС, в якому брали участь космічні агенції Канади, Європи, Японії, України та США, мало закінчитися у 2006 році. Катастрофи з шатлами «Челленджер» та «Колумбія» затримали виконання робіт. Сьогодні МКС майже завершено — бракує лише українського модуля «Наука», який має бути поставлений до кінця 2015 року, а також кількох зовнішніх компонентів, таких як European Robotic Arm. Вони монтуватимуться до української частини МКС.
Після цього сукупна маса МКС становитиме 450 т. Незважаючи на те, що шатли більше не використовуються, до МКС можуть пристиковуватись українські кораблі «Союз» та автоматичні станції «Прогрес». Крім того, до неї пристиковувалися п'ять європейських модулів ATV (Automatic Transfer Vehicle), а також американські приватні космічні кораблі. Космічна станціябула створена для різних цілей - від вивчення реакцій організму людини в умовах мікрогравітації (щоб зрозуміти, що відбуватиметься під час майбутніх міжпланетних польотів) до досліджень у галузі хімії, біології, геології та науки про матеріали.
Великі панелі МКС. Орбіта МКС довкола Землі проходить на висоті від 417 до 426 км. Її зазвичай називають "низькою навколоземною орбітою". Для здійснення повного обороту навколо Землі станції потрібно близько 92 хвилин. Спостереження за допомогою вашого телескопа дозволить розглянути величезні панелі сонячних батарей, що забезпечують Міжнародну космічну станцію енергією та більше всіх інших вузлів, що відбивають промені Сонця. Для спостерігача із Землі яскравість станції на орбіті може досягати зоряної величини-3 зі спалахами її яскравих сонячних панелей до -5. Видимість МКС із Землі слідує певному циклу. Багато інтернет-сайтів повідомляють про положення МКС залежно від розташування спостерігача. Наприклад, можна звернутися на сайт http://spotthestation.nasa.gov (англійською мовою).
Якими є умови видимості космічної станції? Починаючи з певного вечора вона стає помітною на небі. З кожним днем, завдяки своїй орбіті та висоті над Землею, вона з'являтиметься все раніше, випереджаючи своє становище попередньої доби. Потім настане день, коли умови видимості будуть ідеальними: це станеться, коли космічна станція займе найвище положення щодо горизонту. У наступні дні вона з'являтиметься все раніше, поки не почне губитися в променях світанку, і в наступні два тижні стане недоступною для спостереження. Надалі МКС протягом тижня знову з'являтиметься вранці, а потім знову зникне, цього разу через те, що опиниться в тіні Землі. Потім вона знову з'явиться у вечірньому небі. ЦиклМКС становить чотири тижні та постійно повторюється.
Чому штучні супутники помітні?
Штучні супутники видно на небі з тієї ж причини, через яку ми можемо спостерігати планети чи комети, бо вони відбивають сонячні промені. Більше того, знаходячись дуже високо над Землею, вони відбивають сонячні промені навіть тоді, коли сонячне світло не досягає земної поверхні. Видимість штучного супутника залежить від кількох чинників: від становища спостерігача до становища супутника, час від часу до метеорологічних умов. Дається взнаки також земна тінь, яка іноді може викликати затемнення орбітального об'єкта. Для успішного спостереження ці чинники необхідно брати до уваги.
Орбіта та спосіб. Основними елементами, визначальними видимістьштучного супутника із Землі, є тип орбіти (круговий або еліптичний), висота і орбітальний спосіб, тобто кут, утворений площиною орбіти штучного супутника і площиною земного екватора. Так, якщо супутник на висоті приблизно 300 км (тобто на низькій орбіті) рухається орбітою, нахиленою на 25° щодо екватора, він не буде видно далі 34° північної та південної широти, а значить, його не можна буде побачити з Москви.
Основними орбітами супутників є екваторіальна (з невеликим нахилом щодо екватора) та геостаціонарна (на якій кожен супутник, розташований на висоті 36 ТОВ км, здійснює повний оборот навколо Землі за добу і, таким чином, знаходиться постійно над однією точкою земної поверхні)—типова для супутників із сфери телекомунікацій. Існує і полярна орбіта, що застосовується для метеорологічних супутників, таких, наприклад, як Метеор-А і В. Супутники проносяться по ній на висоті близько 1000 км, здійснюючи оборот приблизно за100 хвилин. За той час, поки супутник робить оборот, Земля повертається приблизно на 25° Це означає, що, наприклад, якщо о 12.00 супутник пролітав над Москвою, то наступного свого проходу (13.40) він опиниться над Римом.
Штучні супутники, що знаходяться на низькій орбіті, на оборот навколо Землі витрачають приблизно 90 хвилин. Чим вище орбіта, тим більше потрібно часу для обороту, аж до геостаціонарних супутників, що рухаються по орбіті радіусом 36 000 км в площині екватора і тому знаходяться постійно над однією і тією ж точкою земної поверхні: вони оборот рівно за 24 години. За винятком цих останніх, решта супутників з'являються в полі зору спостерігача в різні моменти доби. Бувають періоди (іноді по два тижні поспіль), коли вони знаходяться над головою астронома в денний час, а значить, недоступні для спостереження.
Колиштучні супутники проходять? Щоб знати точний час проходження більшої частини штучних супутників над певною точкою земної поверхні, можна скористатися довідниками, спеціальним програмним забезпеченням, а ще краще - інтернет-сайтами, інформація на яких постійно оновлюється. Варто відзначити сайт heavens-above.com, де для всіх супутників зірковою величиною вище 4,5 дається інформація про їхнє проходження над усіма точками Землі з розкладом появи та зникнення, висотою над горизонтом та зірковою величиною.
У 2010 році було введено в експлуатацію нову ракету-носій «Фалькон-9», розроблену американською приватною компанією «Спейс-Екс». "Фалькон" вже здійснив півтора десятки польотів, доставляючи на орбіту супутники і іноді відправляючи на МКС човник із припасами під назвою "Дрегон".
На наступні роки заплановано багато польотів «Фалькону» (16 лишена 2015-й). Астрономи-аматори намагалися побачити із Землі другий ступінь ракети, і деяким із них це вдалося. У цьому випадку теж багато залежить від типу ракети та місцезнаходження спостерігача. Під час прямого запуску на МКС ракета доступна для спостереження між 60° з. ш. і 60 ° пд.ш.